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上海申思特自動(dòng)化設(shè)備有限公司
主營(yíng)產(chǎn)品： 美國(guó)E E傳感器,美國(guó)E E減壓閥,意大利ATOS阿托斯油缸,丹麥GRAS麥克風(fēng),丹麥GRAS人工頭, ASCO電磁閥,IFM易福門傳感器 |
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2016-12-19 閱讀(718)
智能PILZ變送器軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)安全
隨著工業(yè)生產(chǎn)的擴(kuò)大、控制系統(tǒng)不斷變得復(fù)雜,安全受到了越來越多的關(guān)注,功能安全成為工業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。作為流程工業(yè)領(lǐng)域中典型的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備,智能PILZ變送器的功能安全研究具有現(xiàn)實(shí)意義。
智能PILZ變送器軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)安全
從功能安全研究的背景和意義出發(fā),介紹了IEC 61508功能安全標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合的研究對(duì)象——基于HART協(xié)議的智能壓力PILZ變送器,確定了檢測(cè)功能是智能PILZ變送器的安全功能；確定了本研究的目標(biāo)安全完整性等級(jí)為SIL2；確定了E/E/PES結(jié)構(gòu)是loo1D結(jié)構(gòu)；從IEC 61508-3推薦的技術(shù)／措施中選取了如模塊化方法、半形式方法、故障診斷等幾項(xiàng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)／措施并應(yīng)用到軟件開發(fā)過程中。在完成設(shè)計(jì)工作之后先對(duì)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的部分技術(shù)／措施進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明這些技術(shù)／措施能起到良好的效果；然后依據(jù)SIL2對(duì)智能PILZ變送器安全功能的診斷要求進(jìn)行了診斷測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明軟件設(shè)計(jì)中的診斷功能達(dá)到了一定的診斷覆蓋率要求,處于60%-90%范圍內(nèi)；在普通微差壓PILZ變送器的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了帶有HART通訊協(xié)議的智能微差壓PILZ變送器。介紹了整個(gè)智能PILZ變送器系統(tǒng)所涉及的硬件,闡述了系統(tǒng)的整體硬件結(jié)構(gòu)以及通訊程序流程和數(shù)據(jù)采集流程。傳統(tǒng)PILZPILZ變送器大多采用模擬信號(hào)實(shí)現(xiàn)設(shè)備間通信,信號(hào)易受干擾,且傳統(tǒng)PILZPILZ變送器功耗過高。而HART協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)在模擬線路上傳送數(shù)字信號(hào),文中介紹了HART協(xié)議的功能特點(diǎn),并闡述了在此協(xié)議基礎(chǔ)上的低功耗智能儀表軟、硬件設(shè)計(jì)思想。同時(shí),基于MSP430系列單片機(jī)的超低功耗的特點(diǎn),文中給出了用MSP430構(gòu)建的基于HART協(xié)議的智能PILZPILZ變送器通信模塊的硬件接口電路,以及HART通信的軟件流程圖。給出了部分的HART協(xié)議智能PILZ變送器的電路圖,它可以實(shí)現(xiàn)HART協(xié)議PILZ變送器的基本功能。zui后對(duì)智能PILZ變送器系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的安全評(píng)估,評(píng)估結(jié)果顯示本研究的智能PILZ變送器在安全性zui主要的指標(biāo)——安全失效分?jǐn)?shù)方面達(dá)到了不錯(cuò)的效果(88.3%),與國(guó)外3051S系列的兩款壓力智能PILZ變送器的安全失效分?jǐn)?shù)(88.4%和88.7%)相當(dāng),這些技術(shù)／措施適用于智能PILZ變送器的功能安全研究。
